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专业介绍

机械工程学院机械基础教学团队巡礼

机械设计教研室

一、教研室发展历程

机械设计教研室的历史沿革可以追溯到1958年建校之初,原名机械原理和机械零件教研室。在国家大力推进工程教育背景下,秉承本校“坚持拓展轻工特色,矢志服务国际民生”的办学传统,结合“精心培育行业中坚,弘扬尚德尚学尚行”的培养目标,基于“立德树人、学生为本、工程导向、设计主线”的基础教学理念,以“两性一度”为标准,采用问题导向和实际工程案例驱动重构课程知识体系,构建了基于工程能力的学科基础课程体系模式。近年来,随着学校对学科建设的重视和投入,教研室在教学设施、师资队伍、教学改革等方面显著提升,为各专业的发展提供强有力的支撑。

二、师资队伍建设

教研室现在拥有教授3名、副教授3名、讲师3名,并配备实验师1名,形成合理的梯队化配置,高职称教师占比达66.7%。其中有天津市特聘教授1名,天津市中青年骨干创新人才2名,天津市教学基本功竞赛一等奖获得者1名,天津市教育系统优秀共产党员1名。团队教师具备丰富的工程实践经验,此外,教研室还聘请了多名企业专家作为兼职教师,参与教学和实践指导工作,为学生提供了与企业实际需求紧密结合的教学内容和实践经验,实现产学研深度融合。团队积极践行"以学生为中心"的教育理念,持续更新教学方法,注重师德师风建设,在教书育人方面成效显著。

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注重师资队伍的培养与发展,采取多种措施提升教师的教学水平和科研能力。教师赴国外访学、参加国内外学术会议,加入虚拟教研室与同行专家进行交流与合作,拓宽了学术视野。教师积极开展科研工作,以实现科研反哺教学。承担了多项国家自然科学基金、省部级科研项目和企业横向课题,研究内容涉及机械设计理论与方法、机械系统动力学、智能制造技术等多个领域。发表了高水平学术论文,获得多项发明专利,积极开展科研成果转化工作,与多家企业建立了合作关系,将科研成果应用于实际生产中,为企业创造了经济效益,也为学生提供了实践机会。参与起草了国家标准以及行业标准若干项。

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教师积极参加教学基本功竞赛、教学创新设计大赛,获得天津市、校级一等奖。

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三、课程建设

教学团队积极开展课程建设与改革,努力打造高质量的课程体系。2017年获批机械基础天津市实验教学示范中心,2019年《机械原理》和《机械设计》获批校级一流课程,建设实验课程在线学习资源,2021年建设线上线下混合式一流课程,完成多项天津市、校极教改项目。2021年获天津科技大学教学成果奖一等奖,2022年获天津市教学成果奖二等奖。

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编写出版了国家级“十二五”机电类规划教材《机械设计(上册)-及其与机构分析和设计》以及普通高等教育“十三五”规划教材《机械原理与机械设计实验指导书》等,被国内多个高校作为专业教材使用。加强了课程资源建设,在bilibili、抖音等平台上建立了实验课程账号,为学生提供了丰富的学习资源。

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四、教育教学改革与成效

1.以复杂工程问题为背景,提升学生的创新意识和解决实际问题的能力

基于“立德树人、学生为本、工程导向,设计主线”的基础教学理念,以“两性一度”为标准,开展“以项目为中心”的教学方法,以学科竞赛为轴线,采用问题为导向和实际工程案例驱动,重构课程知识体系,依托“机械原理+机械原理课程设计+机械设计+机械设计课程设计”等课程,构建理论-实践-创新多元贯通的教学体系模式,动态优化教学体系,采用项目学习、小组学习等方式,信息化教学、智慧学习等手段,专业基础和专业能力加强、综合训练和实践深化逐层推进,实现理论到应用转化。

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近5年,课程团队指导“天津市大学生创新创业训练计划项目”国家级3项、天津市级4项、校级8项。指导学生获“全国大学生机械创新设计大赛”国家级一等奖1项、二等奖1项,三等奖1项,天津市级一等奖2项,二等奖2项,三等奖1项,获大学生节能减排社会实践与科技竞赛国家级三等奖2项、天津市特等奖1项,获“全国三维数字创新大赛”国家级三等奖2项、天津市特等奖2项、天津市一等奖2项,获“挑战杯”学生课外学术科技作品竞赛校级一等奖4项、三等奖3项,本科生获批专利10项(发明3项)。


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2.以课程思政为主线,实现立德树人育人

将“立德树人、三全育人”的思政教学内容自然的与专业课程内容有机融合,以明确的德育内涵和德育元素为主题,促进课程育人目标达成。构建多维立体式思政教学体系,以多形式、多角度、扩展性的教学方法实现知识融通和情感交融。重视实践能力培养,开展思创融合的特色实践教学活动,应用唯物辩证的认识观分析和解决专业问题,体现创新意识、责任意识、敬业意识、质量意识、纪律意识、诚信意识、全局意识,弘扬社会主义核心价值观。

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3.推进现代信息技术与课堂教学相融合的线上线下混合教学模式

以新工科为导向,根据我国装备制造业的发展趋势,修订教学大纲,将线上自主学习和线下面授有机结合,重构教学内容,打破传统学习元素的单一性与学习空间的封闭性,开展混合式教学、翻转课堂教学,促进现代信息技术与课程课堂教学深度融合的多维教学模式。建立了线上线下实验基地,为学生提供了丰富的实践机会。

助力机械设计制造及其自动化专业工程教育认证,优化课程对毕业要求的支撑矩阵,修订各门课程教学大纲,完成学科基础课达程度评价,通过了工程教育认证并持续改进。

积极开展AI赋能、智慧课堂、在线教学资源建设。AI赋能智慧课程的建设和运行主要包括课程建设、AI助教、课前环节、课中环节和课后环节的基本实施过程,响应教育部“人工智能助力高等教育”的建设趋势,以机械学院专业核心基础课程《机械原理》与《机械设计》为抓手,依托知识图谱,重构课程知识体系,阐释机构学基础理论知识,并拓展介绍新的理论成果和研究方法,以进一步加强理论与工程实际问题的联系,为机械制造人才培养提供重要支持。

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力学教研室

一、力学教研室介绍

力学教研室是学院基础教学与科研创新的重要支撑单位。作为机械工程学科的核心基石,力学不仅是工程科学的基础语言,更是现代装备设计、智能制造、先进材料研发等领域的底层逻辑。教研室始终以“夯实基础、强化实践、激发创新”为育人理念,围绕机械类及相关专业本科生的培养需求,构建了“理论奠基-实验验证-工程应用”三位一体的力学教学体系,致力于培养兼具扎实理论功底、创新思维与工程实践能力的复合型人才。

二、教学团队与课程体系

教研室现有专任教师11人,其中教授1人、副教授3人,讲师5人,实验员1人。依托机械工程学院"大机械"学科平台,教研室构建了层次分明的力学课程体系:面向大一开设通识课程,激发学生的专业兴趣;大二核心课程《理论力学》、《材料力学》采用"理论-案例-虚拟仿真"三位一体教学模式,深度融合机械结构设计实例;大三开设《计算方法》、《动力学建模与控制》等拓展课程,衔接机械设计、机器人等专业方向。

教学体系厚植基础,贯通产研。教研室依托机械工程学院本科实验室平台及研究生导师科研平台,构建了“阶梯式”,“科研工程项目式”力学教学链。针对低年级学生开设《自然科学导论》等通识课程,激发学生对力学规律的敬畏与探索兴趣;在专业核心课阶段,采用“小组研讨+虚拟仿真”模式,利用ABAQUS等工业级软件开展桁架结构优化、机器人动力学仿真等实训项目,强化数值建模能力;面向研究生,开设《复合材料力学》、《有限元分析》等前沿选修课,对接学院科研团队在无损检测、智能制造等领域的创新需求。同时,与教师企业共建实践基地,将企业工程师纳入课程组,联合开发产教融合案例库,推动基础教学与产业需求同频共振。

力学教研室将天津市青年教师教学基本功竞赛作为锤炼师资队伍推动教学改革的重要抓手,构建“以赛促教、赛教融合”的教师发展体系。教研室定期组织教学研讨、示范课观摩及教案设计工作坊,竞赛获奖教师分享课程思政融入工程案例教学等经验,助力青年教师打磨教学技能。近年,教研室教师在天津市教学基本功竞赛中斩获一、二等奖。同时,建立青年教师-骨干教师结对机制,通过竞赛选题孵化教改项目,形成教学竞赛-课堂实践-教研反哺的良性循环,持续提升力学基础课程的教学质量与育人成效。

在学科竞赛方面,培养学生参加力学学科竞赛且频繁获奖,协助学院承办2024年第17届全国三维数字化创新设计大赛“云道杯”CAE仿真应用工程设计专项赛道的天津赛区选拔赛;我院学生获国赛二等奖1项;市赛特等奖2项,一等奖2项,二等奖2项,三等奖2项。

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三、夯实力学基础,筑牢工程创新的根基

在机械工程领域,力学贯穿从概念设计到产品落地的全生命周期。无论是机械结构的静强度分析、运动机构的动力学优化,还是复杂载荷下的材料失效预测,力学始终是工程师解决实际问题的核心工具。教研室深刻认识到力学作为基础学科的战略意义,在课程设计中突出其“承上启下”的作用:一方面,通过《理论力学》《材料力学》等核心课程,系统传授刚体运动学、弹性力学、振动理论等经典知识,为《机械设计》《机器人学》等后续专业课程奠定理论框架;另一方面,结合机械工程学院在智能制造、车辆工程等领域的学科优势,将力学理论与现代工程场景深度融合。

四、AI前沿赋能教学创新

力学教研室以“科研反哺教学、前沿赋能基础”为核心理念,聚焦人工智能与力学交叉领域,将科研成果转化为本科教学资源,构建“AI+力学”特色教学模式,强化力学学科对机械工程人才培养的底层支撑作用,形成教学与科研双向驱动的良性循环。通过人工智能与力学课程的深度融合,教研室构建了“基础理论-科研实践-创新应用”的全链条培养体系。学生在课程中,学习数字孪生、机器学习等前沿技术,依靠开发的数字孪生软件可完成高精度力学仿真与实验验证。教研室持续推动科研成果向教学案例、实验项目的转化,为机械工程学科智能化发展培养兼具理论素养与创新能力的复合型人才。

教研室拥有450㎡专业实验室,配备电子万能试验机、动态应变采集系统,无损检测,DIC等先进设备。以人工智能技术为驱动,深度融合超声波,DIC等基础实验设备,重构传统力学实验教学模式,推动科研前沿向本科教学的转化。通过AI技术与经典力学实验的融合,教研室构建了“基础技能-智能分析-创新应用”三级培养体系。学生在工程力学实验课程中掌握超声波测厚、DIC应变测量等基础操作,通过智能检测技术课程学习声发射信号的小波变换分析、DIC图像分析的等AI增强方法。毕业设计中,学生可研究数字孪生、人工智能等科研衍生课题。通过AI赋能的教学创新与深度科研反哺,力学教研室不仅夯实了机械学科人才的基础理论素养,更培养了其运用前沿技术解决复杂工程问题的能力,为机械工程学科智能化转型提供了持续的人才和智力支撑。毕业生在机械系统动力学仿真、智能结构设计等领域展现出突出优势。在航空航天、高端装备、新能源等行业中展现出突出的力学建模与分析能力,多名校友成长为国内外企业的技术骨干。未来,教研室将以“新工科”建设为契机,深化“基础-交叉-应用”一体化教学模式改革,为培养引领机械工程发展的创新型人才筑牢力学根基。


金工教研室

一、教研室介绍

金工教研室主要承担《互换性与测量技术基础》《工程材料学》《机械制造技术基础(一)》等机械类专业的核心基础课程,覆盖机械设计制造及其自动化、智能制造工程等多个本科专业。教研室以夯实学生工程技术基础、强化工程素养与实践能力为目标,致力于基础课程体系的建设与改革,不断推进教学内容的更新与教学方法的创新。

在承担理论课程教学的同时,教研室还协同学校工程训练中心,共同组织和实施面向全校学生的工程实践训练(金工实习),在学生工程认知、动手能力和职业素养的早期培养方面发挥了重要作用。通过“课内+课外”“理论+实践”的多维度融合教学模式,逐步构建起覆盖面广、层次分明、实践性强的教学体系。

教研室现有教师团队6人,构建了一支以高学历、高职称教师为骨干,兼具教学科研能力与实践指导经验的师资队伍。现有成员包括赵倩教授、郝亮副教授等教学与科研并重的资深教师,以及新加入的讲师朱雯婷,其作为青年学者的加入,为团队注入了新的学术活力与发展潜力。同时还配备专职实验教师李晓曦,全面保障实验教学的规范性与高质量运行。教研团队结构合理、梯队分明,具备较强的教学研究与课程建设能力。

在实验教学方面,教研室充分依托校内多个专业实验平台,包括金相综合实验室、金相显微组织观察实验室、互换性与测试技术实验室、硬度计实验室、热处理实验室等,系统开展与课程配套的实验教学活动。其中,《互换性与测量技术基础》《工程材料学》等课程均设置有专门实验课时,注重理论知识与工程实践的紧密结合,致力于提升学生的综合应用能力与工程思维能力。

此外,教研室高度重视学生创新能力和实践技能的培养,积极组织学生参与各类高水平学科竞赛,如全国大学生金相技能大赛、机械创新设计大赛等,通过“以赛促学、以赛促练”的教学理念,不断激发学生的专业兴趣与工程潜力。通过课程教学、实验实训和竞赛训练三位一体的培养路径,教研室在提升本科生工程素质和支撑学院人才培养目标方面发挥了积极作用。

二、本科教育教学改革与成效

近年来,金工教研室持续深化教育教学改革,围绕课程体系优化与实践能力培养两大核心,稳步推进教学模式创新与资源整合。通过系统梳理课程内容与教学目标,教研室对《互换性与测量技术基础》实验课程进行了优化调整,将实验课时由原有基础提升至8学时,进一步强化了学生对测量原理、技术规范与标准化体系的理解与应用能力,提升了课程的实践深度与专业关联度。

在工程实践教学方面,教研室积极探索“校企协同、案例导入”的教学机制,注重将真实工程案例引入工程训练课程中,有效增强学生对行业背景与工程应用场景的认知,提升其工程素养与综合解决问题的能力。同时,教研室以学科竞赛为平台,构建“竞赛—课程—实践”相融合的创新实践育人路径,通过组织开展系统性的培训与专项指导,持续提升学生在技能竞赛中的表现。近年来,学生在全国大学生金相技能大赛中屡获优异成绩,充分体现了“以赛促教、以赛促学”的良好教学成效,也验证了实践育人与能力导向教学改革的可行性与实效性。

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制图教研室介绍

一、教研室简介

制图教研室成立于1958年建校之初,自成立以来,始终立足工程教育核心,致力于服务工科人才培养大局,通过开设《机械制图》、《工程制图B/C/D/E》、《计算机辅助设计(CAD)》等基础课程,以培养学生的空间思维能力、图形表达能力和工程实践能力为教学目标,为后续专业课程学习和实践应用奠定坚实基础。

教研室现有教师7人,整体结构合理、教学经验丰富。团队坚持“师德为先,教学为本,科研支撑”的原则,注重教师综合能力的提升与学术视野的拓展。教师在教书育人的基础上,积极参与教学研究、教材编写与课程资源建设,部分教师在教学竞赛与指导学生科研方面取得了良好成绩。

同时,教研室高度重视青年教师培养,推行“传帮带”机制,通过结对子、听课评课、项目协作等方式,帮助青年教师尽快成长为教学骨干。全体教师恪守育人初心,形成了责任明确、分工合理、团结协作的良好氛围。

二、本科教育教学改革与成效

1.立足教材建设,筑牢教学根基

投身机械制图教学领域深耕多年,积极推进教材编写出版工作。在机械工业出版社出版《机械制图》、《机械制图习题集》、《机械工程实用图样精编手册》等一系列高质量教材,为机械专业学生的理论学习和实践操作提供坚实可靠的支撑,切实助力学生夯实机械制图基础,熟练掌握相关知识与技能。

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       2.潜心教学改革,革新课程模式

紧密围绕立德树人根本任务,秉承创新精神,积极探索新工科教学改革与创新。对标国家新质生产力发展要求、“宽口径、厚基础、复合型”高素质创新型人才培养,打破传统学科界限,精心打造多学科融合的基础项目式课程《设计与建造》,并获批校级教改项目“多学科交叉融合的项目制课程《设计与建造》教学设计探索与实践”,以项目式教学为手段,培养学生的综合能力与工程思维。

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坚持“教学与育人并重”,重视学生的全面发展。在课程体系中强化工程实践与创新能力训练,引导学生结合实际工程问题开展设计与图纸绘制,注重锻炼其分析问题与解决问题的综合能力。如AutoCAD制图任务、图纸设计小组协作等,不仅提升了学生的专业应用能力,也增强了其工程意识和职业素养。

教研室将继续拓展多样化育人路径,进一步丰富双创教育形式与内容,努力打造具有图学特色的创新人才培养模式。

3.聚焦“双创”实践,深化科研反哺

积极承接横向课题项目,将科研成果有机融入教学过程,为学生拓展学术视野,为教学内容的更新与优化注入实践活水。坚持“以赛促教、以赛促学、以赛促改”,将学科竞赛作为教学改革和质量提升的重要抓手。积极组织并指导学生参加中国“互联网+”大学生创新创业大赛、全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛、全国大学生工程实践与创新能力大赛、全国三维数字化创新设计大赛、全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛、天津市投影制图竞赛、CAD竞赛等比赛,在备赛与参赛过程中,精心组织培训,悉心指导学生,切实提升学生实践动手能力、创新思维以及解决实际问题的综合能力。

如,2024年教研室积极组织并指导400人次参与三项图学类重点赛事:第十五届CAD竞赛、第十七届投影制图竞赛、第十七届“高教杯”全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛。最终,学生共获国家级及省部级奖项80余人次,教学成果显著:

在“成图大赛”全国总决赛中荣获二等奖2项、三等奖3项;

在天津赛区获得一等奖3项、二等奖4项、三等奖26项;

5名教师荣获“优秀指导教师”称号;

在CAD和投影制图竞赛中获得团体二等奖;

45名学生获得天津图学会颁发的不同等级奖项。

通过赛事平台,学生的专业能力、团队协作意识与创新精神得到了显著提升,教研室的教学质量和社会影响力也不断增强。

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